关键词：细胞计数；微流控；双荧光成像

在“质量源于设计（QbD）”与生物工艺 4.0 浪潮的推动下，生物制药上游开发正加速向数字化转型。高通量工艺开发（HTPD）、多联平行微型生物反应器、机制驱动动力学模型以及工艺数字孪生（Digital Twins）的大规模应用，大幅压缩了早期工艺路线摸索与优化的周期。然而，决定模型鲁棒性与预测精度的生命线，在于关键工艺参数（CPPs）的输入质量。

活细胞密度（VCD）和细胞活率（Viability）是定义特定生长速率、比耗糖率及比抗体合成速率的基础物理量，直接关系到收获时机与关键质量属性（CQAs）。长期以来，实验室常用的基于离线检测或简单流路设计的自动化计数设备，往往存在样品前处理剪切损伤、人工稀释误差大、光学检测视场局限、背景杂质干扰以及算法面对晚期碎片“泛化能力差”以及台间差显著等工程痛点。

当底层物理参数存在高达15%~20%的测量噪声时，上游建立的工艺缩放模型与动态控制算法就难以实现真正的闭环。

针对上述瓶颈，CytScop® 智能细胞计数仪融合了微流控芯片、专利双荧光大视野光学系统及深度学习（AI）图像分析，重新定义了细胞计数在生物工艺链条中的定位：CytScop®不仅是一台计数质检设备，更是数字化工艺中不可或缺的“高保真过程分析技术（PAT）传感器”。

01、基于微流控技术的无损标准化前处理

在工艺开发中，数据误差的第一大来源往往并非检测系统本身，而是加样、稀释及流体力学传输引入的人为扰动与细胞损伤。

消除流体剪切应力，保护脆弱细胞

在补料分批培养（Fed-batch）末期或高密度连续灌流（Perfusion）工艺中，CHO 细胞或原代免疫细胞往往膜流动性降低、机械脆性增加。传统手动移液枪吹打、混匀或剧烈的管路注入会产生极高的局部剪切应力，导致处于亚健康状态的细胞提前破裂裂解，从而系统性低估真实活率。

微流道设计：CytScop®专用微流控芯片采用平滑、受控的层流微通道，将流体剪切率控制在细胞破裂阈值以下，最大程度保证细胞在进入成像室前保持其原生膜完整性与形态特征。

纳米试剂包埋，避免人员操作漂移

设备配合的微流控芯片内集成了纳升级的干态染色试剂：台盼蓝 TB 或 AO/PI 荧光染料。

样品注入后，在毛细驱动与精确微压控制下，于微流控芯片内部全自动完成微升级进样 - 均匀传质混匀。

彻底杜绝了不同班次操作员之间微量移液器吸液角度、按压力度及混匀时间差异造成的系统误差，使实验内及实验间变异系数（CV）稳定控制在<3%。

02、大视野双荧光专利光学系统的高信噪比多维信息捕获

即便拥有理想的流体输送，若光学成像单元存在视场局限或混叠，依然无法为算法提供合格的原始数据。CytScop 采用宽视场大视野光学设计，并融合明场与双通道荧光技术，从物理信号层面解决了统计误差与基质背景干扰问题。

在生物工艺早期接种或细胞倍增后期，传统小视场显微成像所能统计的细胞绝对数量较少，极易引入随机抽样分布噪声。

CytScop® 的大视野复合光学系统在单帧图像中即可捕获多倍于传统视场的细胞数量。根据泊松分布标准差规律，更大的统计样本量从根本上压缩了统计学相对误差，即使在低密度接种阶段也能输出高置信度的VCD数据。

传统的单明场台盼蓝染色法在面对复杂生物基质时，常因折射率相近或非特异性沉淀而产生假阳性/假阴性。CytScop®的光学专利技术利用细胞与其周围水介质之间的微小折射率差异来增强细胞与其类似的透明溶液中产生高效的对比度。

这种技术方法在明场模式下，能够突出细胞的外观形态和局部特征均能产生明显的差异，具有非常好的立体感和极佳的细节表现能力。系统在暗场荧光下，系统能够收集更多的荧光信号，从而增强不同波长的荧光特异性。从光学采集源头彻底滤除了非特异性干扰背景，保证了高浊度与复杂培养基中活细胞与死细胞判定的绝对性。

03、基于AI解决工艺后期的复杂表型解析

高质量的微流控进样与高保真荧光图像，为后端的深度学习算法提供了优质的数据信息。CytScop 依托预训练的多尺度卷积神经网络（CNN），彻底取代了传统依赖人工调试“灰度阈值、圆度及尺寸过滤”的易损算法。

04、赋能高通量工艺开发与多尺度缩放模型

在多联微型生物反应器（Ambr®）高通量筛选培养基配方时，单日分析样本量通常突破数百个。CytScop®具备多通道高通量自动上样能力，从进样、微流控染色到自动聚焦、大视野双荧光成像，单样本分析周期大幅压缩。与浚真生命科学自主研发的EAS在线自动采样系统联用，能够实现从自动采样、稀释到清洗的全流程无人化操作，最终实现持续监测细胞密度和活力。

生物工艺放大的底层逻辑在于“小试模型必须能够精准预测中试与生产罐的细胞动力学行为”。由于CytScop®在仪器间具有一致的微流道流体标准、复合光路与AI解析核心，其仪器台间差表现优异R²>0.999，保证跨规模的数据基准同一性。使工艺人员在进行放大验证时，能够消除检测设备带来的读数偏差，专注于分析反应器流场及混合时间等对细胞生理的真实影响。

05、构建先进过程控制（APC）

在传统工艺中，细胞计数往往作为离线、滞后的检测指标，存在数小时的数据反馈延迟。基于CytScop®提供的低延迟、高精度近线（At-line）数据，生物反应工艺可实现真正的状态触发与自适应反馈控制。

06、合规：符合 GMP 规范的工业数字化底座

对于处于 CMC 阶段及商业化生产导入阶段的工艺，任何数字化工具都无法回避数据完整性与合规性审查。

CytScop®Pro是浚真生命科学自主研发的全自动、高通量、双荧光智能细胞计数仪，用于监控生物制药企业培养流程细胞计数和活力分析，该设备在设计上充分考虑了合规性和数据完整性的要求，其内置软件符合中国国家药品监督管理局《药品生产质量管理规范（GMP）》以及美国食品药品监督管理局（FDA）有关电子记录和电子签名的规则（符合21 CFR Part 11要求），并遵循数据完整性指南（ALCOA+）原则。这意味着该设备在生成和分析数据时，能够确保数据的真实性、完整性和可追溯性，满足生物制药行业对合规性的严格要求。

启用软件中的安全选项，系统会自动授权用户调节以下配置，以实现合规。

多级用户权限管理界面

助力生物制药企业构建高质量数字生物反应器的基石

在生物制药的 CMC 与工艺开发生命周期中，分析技术的选择深刻影响着研发效率与合规成本。

CytScop® 智能细胞计数仪不仅解决了传统计数操作“耗时、费力、波动大”的表层痛点，其更深远的价值在于对数字化生物工艺底层生态的重塑： 通过微流控技术在物理端规避了流体剪切与人为采样干扰；通过大视野双荧光系统在光学端消除了基质噪声并提高统计置信度；通过端到端深度学习算法保障了复杂工艺后期表型解析的一致性；并通过工业级数据接口与合规性设计，为 DoE 探索、缩放模型验证、数字孪生以及先进反馈控制提供了绝对可靠的底层输入。

对于追求高效率、低变异性与稳健工艺放大的上游生物工艺团队而言，CytScop® 将成为打通从“经验依赖”走向“数据驱动”不可或缺的核心分析中枢。